여기 우리는 특히 어린이 두뇌 개발을 공부에 적외선 분광학 (fNIRS),인지 신경 과학에 사용되는 소설 비침습 두뇌 이미징 시스템, 주변 기능을위한 데이터 수집 및 데이터 분석 방법을 설명합니다. 이 방법은 데이터 수집 및 데이터 해석과 과학적 발견에 필수적인 분석의 보편적인 기준을 제공합니다.
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이 논문에서
요약
초록
적외선 분광학 (fNIRS) 같은 언어 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, 메모리 11으로 높은인지 과정에 관련하여 대뇌 피질의 활성을 조사 연구하고, 관심 니어 12 기능의 폭발 진행 세계와 관련된 성인, 전형 및 비정형 인식 20,21,22과 함께 어린이 및 유아 3,4,13,14,15,16,17,18,19입니다. 인지 신경 과학에 대한 fNIRS를 사용하는 현대적인 도전들은 23,24,25,26 보편 interpretable 있으며, 따라서 기능적 조직과 인간의 높은 인식을 기본 신경 시스템에 대한 중요한 과학적 질문을 사전에 수도와 같은 데이터의 체계적 분석을 달성하는 것입니다.
기존 neuroimaging 기술 중 덜 강력한 시간적 혹은 공간적 해상도 있습니다. 양전자 방출의 Tomography 및 기능 자기 공명 이미징 (PET와 fMRI)가 더 나은 공간 해상도를 가지고 반면, 이벤트 관련 후보와 매그 니 토는 Encephalography (ERP 및 MEG)는, 우수한 현세의 해상도를했습니다. 옥시 헤모글로빈이 우선적으로 680 nm의 및 데옥시 - 헤모글로빈에 의해 흡수되는 가까운 적외선 범위 (700-1000 NM)에 빛의 비 이온화 파장을 사용하여이 우선적으로 830 nm의 (예, 게다가 매우 파장이에 연결된 의해 흡수 그것이 방사선 좋은 공간 해상도 (~ 4cm 깊이)를 사용하지 않고 모두 좋은 시간적 해상도 (~ 기들)을 가지고 있으며,하지 않기 때문에 여기에 그림 fNIRS 히타치 ETG - 400 시스템), fNIRS 잘 상위인지의 연구에 가장 적합합니다 참가자가 동봉된 구조 27,28에 필요합니다. 편안 일반 의자 (어른, 어린이)에 앉아있는 혹은 엄마의 무릎 (유아)에 앉아있는 동안 참가자 대뇌 피질의 활동이 평가하실 수 있습니다. 특히, NIRS는 거의 침묵 (데스크탑 컴퓨터의 크기) 독특한 휴대용이며, 참가자 미묘한 움직임을 용납하실 수 있습니다. 이것은 반드시 핵심 구성 요소는 수화에서 음성 생산이나 손에 입의 움직임 중 하나로가 인간 언어의 신경 연구에 특히 뛰어난 있습니다.
hemodynamic 응답화된되는 방법은 레이저 방출 및 감지기의 배열입니다. 감지기는 금액을 다시 대뇌 피질의 표면에서 반사를 감지하면서 방사체 비 이온화 빛의 알려진 강도를 내보냅니다. 가까이 함께 optodes을 더 큰 공간적 해상도, 더 떨어져 optodes 반면, 침투의 더 깊이. fNIRS 히타치 ETG - 4000 시스템은 최적의 보급 / 해상도 optode 배열은 2cm로 설정됩니다하십시오.
우리의 목표는 현장을 표준화 도움 공통 배경을 가지고 세계 여러 fNIRS 연구소를 활성화 fNIRS 데이터를 수집하고 분석 우리의 방법을 입증하는 것입니다.
프로토콜
1 부 : 참가자하기 전에 연구실에 도착
- 객실 참가자에게 혼란있을 수 있습니다 관계없는 기사를 무료로되었는지 확인하십시오.
- 셋업 및 fNIRS 히타치 ETG - 4000 시스템에서 실험 프로토콜을로드합니다.
- 귀하의 실험 패러다임 - 설정합니다. 실험 패러다임은 Eprime, 프리젠 테이션, Psyscope 또는 Matlab 기반의 심리 도구 상자를 포함한 다양한 프레 젠 테이션 소프트웨어로 프로그래밍할 수 있습니다. 여기 Matlab 기반의 심리 도구 상자를 사용합니다.
- 타이밍 데이터 분석을위한 핵심이며, 따라서 실험 패러다임이 완벽한 데이터 수집과 초과해야합니다. fNIRS 히타치 ETG - 4000은 데이터 수집이나 반대를 유도하는 실험 패러다임에 대한 수 있도록 기능을 실행하고 있습니다. fNIRS 히타치 ETG - 4000에서 프레 젠 테이션 프로그램의 실행 테스트합니다. 트리거링은 병렬 연속을 사용하거나, USB 포트 할 수 있습니다. 여기서 우리는 병렬 포트를 통해 실행 보여줍니다.
- 전에 fNIRS 연구를 시작하기에 그것은 참가자 배경 검사를 실시하는 것이 중요합니다. Petitto 연구실에서 우리는 참가자 또는 부모가 공부에 적합한 표준화 설문에게 29 기입함으로써 백....
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토론
본 연구에서는, 우리는 인간의 인식과 지각과 관련하여 인간의 두뇌 기능을 조사하기 위해 소설, 비침습 fNIRS 뇌 이미징 기술의 사용을 시연했다. fNIRS 두뇌 이미징 특히 임상가에 대한 기본적인 과학적 발견을 적용할 수 있도록 유아 및 어린이 일일 연구 실험실에서 널리 사용할 수있는 집단, 의사 '사무실과 학교 시스템과 함께, 비침습 뇌 이미징의 미래를 대표하는 수도 있습니다 그들의 임상 연습 뇌.
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공개 사항
저자들은 공개할 이해관계가 없습니다.
감사의 글
이 작품은 무릎 (PI)에 보조금 지원되었습니다
국민 건강 R21 HD50558의 연구소, 2005-07를 수여; 국립
건강 R01 HD045822의 기관은 2004-09을 수상, 다나 재단 그랜트,
혁신에 대한 캐나다 재단 ( "CFI"부여), 수상, 2004-06를 수여
2008년에서 2012년까지; 온타리오 연구 기금 그랜트, 2008-2012을 수여.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| ETG-4000 | Hitachi | ||
| Matlab | Mathworks | Psychology toolbox |
참고문헌
- Quaresima, V. J. Biomed. Opt. 10, 11012-11012 (2005).
- Watanabe, E. Neurosci. Lett. 256, 49-52 (1998).
- Kovelman, I. NeuroImage. 39, 1457-1471 (2008).
- Kovelman, I. Brain and Language. , (2008).
- Bortfeld, H. Developmental Neuropsychology. 34, 52-65 (2009).
- Petitto, L. A. The Cambridge Companion to Chomsky. , Cambridge University Press. England. (2005).
- Berens, M. S.
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재인쇄 및 허가
